Um texto sobre as similaridades entre aviação e fundos quantitativos sistemáticos (parte 1)

O time de estratégias sistemáticas da Daemon é bem diverso. Temos matemáticos, econometristas e até engenheiro aeronáutico. Pensando nisso, resolvemos explorar os pontos em comum entre essa ciência e as estratégias sistemáticas desenvolvidas pelo time.

A indústria aeroespacial é conhecida por desenvolver produtos complexos, de alta tecnologia e manter altos padrões de segurança. Existem muitos conceitos e ferramentas usados no desenvolvimento de aeronaves que podem ser compartilhados em um fundo quantitativo e sistemático. Entre eles estão:

• Aircraft Safety e Controle de Risco;
• Development Assurance – processos de desenvolvimento;
• Sistemas Embarcados, algoritmos “real time” e backtesting;
• Monte Carlo – autopilot e simulações de estratégia.

Aircraft Safety e Controle de Risco

Durante o processo de desenvolvimento de uma aeronave, o approach para a segurança do produto é bastante estruturado e sistemático. Em um fundo quantitativo, ter uma visão risk oriented também é fundamental.

Em aeronaves, usa-se o FHA – Functional Hazard Analysis. Consiste em identificar as principais funções da aeronave, determinar e categorizar os efeitos de falhas ou perdas destas funções. Um fundo sistemático tem várias etapas na sua rotina, que também podem ter falhas – erros ou perdas – e os efeitos devem ser conhecidos a priori para elaborar soluções robustas.

O SSA – System Safety Assesment é um processo em um desenvolvimento de sistemas de aeronaves onde se estuda quais condições podem levar a uma falha funcional, e se tomam decisões de arquitetura e design. Da mesma forma, os sistemas de um fundo quantitativo podem ser desenhados com redundâncias (diferentes brokers, redes e servidores) e sistemas que monitoram a integridade das aplicações.

O SSA também avalia probabilidades de falhas estudando-se cadeias de eventos em sistemas, em um processo de cálculo bastante complexo. Probabilidades de falhas são associadas à severidade das consequências – falhas chamadas catastróficas não podem ser mais prováveis que 1e-9 (ou seja, uma ocorrência a cada 1 bilhão). Usa-se extensivamente probabilidades para calcular riscos de um fundo quantitativo, e ferramentas como Value at Risk. Além disso, levam-se em conta eventos de cauda – que estão associados a consequências potencialmente severas.

Development Assurance – Os processos fazem a perfeição

A development assurance supervisiona o processo de concepção de modo a seguir algumas etapas básicas – que na realidade não é muito mais do que um bom trabalho de concepção que qualquer engenheiro deve fazer, seguindo uma sequência lógica, estruturada e sistemática. As etapas mais importantes que destacaremos nesta sequência são que os requisitos têm de ser claramente especificados, validados e a implementação deve ser verificada em relação a estes mesmos requisitos.

No mundo aeroespacial, a validação é o processo que deve responder à pergunta: “estamos fazendo a coisa certa?”, sobre a qual o produto será concebido e construído, está completa e correta. Isto é feito revendo cada requisito independentemente e assegurando que a especificação está correta. Muitas vezes, isto requer análises, modelagem, simulação e revisão em relação a documentos da indústria, trabalho académico ou teórico que justifique alguma proposta de concepção.
Também podemos incorporar validação ao propor novas estratégias de investimento, modificação dos algoritmos existentes e concepção de novos sistemas. Podemos fazer modelos simples das ideias por traz de uma estratégia de investimento e executar análises independentes que não representam necessariamente a estratégia em si ou a peça de algoritmo no seu ambiente, a fim de validar a ideia destilada, ou as hipóteses por traz dela. Ao impor a validação independente das nossas ideias, promovemos discussões técnicas valiosas, asseguramos que a implementação é apoiada por evidências concretas e garantimos que todo o trabalho de concepção dispendioso é gasto em algo que acrescentará valor aos nossos investidores. O trabalho baseado em provas com revisão por pares independente é obrigatório para qualquer trabalho científico.

A verificação, por outro lado, responde a uma questão diferente: Uma vez que tenhamos alguma implementação, será que “estamos fazendo as coisas corretamente?”. Na indústria aeroespacial, isto é feito através de testes extensivos contra os requisitos, em todos os níveis, desde peças de código até à versão final do avião em voo. Isto também requer independência como princípio fundamental. Quem realiza os testes não pode ser quem implementou o design. Esta independência acrescenta um enorme valor, uma vez que permite um ponto de vista separado para avaliação.

E o mesmo se aplica ao nosso universo quant. Sempre que quisermos incorporar algo na produção, – que se tornará então o baseline das nossas estratégias de investimento, algoritmos ou sistemas – precisamos testar de forma a garantir que a implementação faz aquilo a que se destina, e que não acrescenta um comportamento indesejado. Uma vez que a maior parte do nosso trabalho acaba se tornando software, normalmente requer revisões de código, testes unitários e de integração.
Mesmo que os processos relacionados com development assurance possam parecer acrescentar camadas de burocracia e trabalho desnecessárias, acaba por poupar tempo e dinheiro, uma vez que erros em qualquer sistema complexo podem quebrar algumas coisas irreversivelmente – para não mencionar um grau muito mais elevado de certeza da integridade do nosso produto.

Na segunda parte do texto sobre a relação entre aviação e universo quant, será abordado temas como:

Sistemas Embarcados, algoritmos “real time” e backtesting; Monte Carlo, AutoPilot e simulações de estratégias.

Leia também o texto: “Argus: Programa sentinela dos algoritmos da Daemon Investments”